DE602005006200T2

DE602005006200T2 - Verfahren zum Dekontaminieren von Bleigegenständen

Info

Publication number: DE602005006200T2
Application number: DE602005006200T
Authority: DE
Inventors: Christelle 91190 Riviere
Original assignee: STMI Societe des Techniques en Milieu Ionisant SPL
Current assignee: Orano DS Demantelement et Services SA
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2025-07-30
Also published as: FR2873848B1; FR2873848A1; EP1624466A1; ATE393454T1; EP1624466B1; DE602005006200D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dekontaminierung – das heißt zur Eliminierung der Kontaminanten – von Bleigegenständen.
Noch genauer betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Dekontaminierung von durch radioaktive Kontaminanten kontaminierten Bleigegenständen.
Das Verfahren der Erfindung findet insbesondere Anwendung bei der Dekontaminierung von Bleiziegeln, die eventuell beschichtet, zum Beispiel eventuell angestrichen, und durch radioaktive Elemente kontaminiert sind.
Das technische Gebiet der Erfindung kann generell als das der Dekontaminierung von Metallen wie etwa Blei definiert werden und insbesondere als das der Dekontaminierung von metallischen Oberflächen wie zum Beispiel Bleioberflächen.
Blei oder Bleilegierungen in Form von Ziegeln, Folien, Platten usw. finden oft Verwendung als Schutzmaterial, Abschirmungsmaterial in Nuklearanlagen wie etwa den Kernkraftwerken, den Wiederaufarbeitungsanlagen radioaktiver Abfälle, den Brennstoffhersteilungsanlagen sowie den Labors, in denen radioaktive Stoffe eingesetzt werden.
Zum Beispiel können Ziegel, Folien oder Platten aus Blei oder Bleilegierung benutzt werden, um Schutzwände oder -zwischenwände um radioaktive Zonen herum zu errichten.
Wenn Gegenstände aus Blei oder Bleilegierung radioaktiv kontaminiert worden sind, kann man anschließend sie entweder lagern oder sie behandeln, um sie zu dekontaminieren und die radioaktiven Elemente zu eliminieren, die sich insbesondere an der Oberfläche dieser Gegenstände befinden.
Die Lagerung des Bleis führt zu einer erheblichen Zunahme des Volumens der radioaktiven Abfälle und erfordert zahlreiche und komplexe vorausgehende Arbeitsgänge.
Die Behandlung zur Eliminierung der radioaktiven Kontamination von Gegenständen aus Blei oder aus Bleilegierung kann darin bestehen, die Gegenstände hinsichtlich der Wiederverwendung (des Materials) in Schmelzöfen einzuschmelzen. Diese Behandlungs- bzw. Verarbeitungsart ist im Falle von Gegenständen wie etwa Ziegeln nicht anwendbar, wenn diese zum Beispiel eine oder mehrere Farbschichten tragen und/oder kontaminiert sind durch Alpha-Emitter wie Uran, Curium, Americium und Plutonium.
Die Dekontamination kann durch eine mechanische Bearbeitung erfolgen, zum Beispiel durch Hobeln oder Bürsten. Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese Bearbeitung eher zu einer Verkrustung führt als zu einer Eliminierung der Kontamination. Außerdem muss auf diese mechanische Bearbeitung generell ein Schritt zur Einschmelzung des von seiner Oberflächenkontamination befreiten Bleigegenstands folgen, denn der Gegenstand als solcher kann nicht wiederverwendet werden.
Die Kontamination kann auch durch ein Nassverfahren eliminiert werden, bei dem eine Dekontaminationsflüssigkeit benutzt wird. Solche Verfahren werden zum Beispiel in den Dokumenten GB-A-2 284 702 , US-A-5 591 270 , US-A-5 678 232 , US-A-5 340 505 , GB-A-1229395 , EP-A-0 247 933 , GB-A-1 458 239 und US-A-5 093 072 beschrieben.
Diese verschiedenen Verfahren ermöglichen, Bleigegenstände durch Angriff der Oxidschicht an der Oberfläche des Bleis zu dekontamieren. Sie ermöglichen nicht, Gegenstände zu dekontaminieren, die Überzüge wie zum Beispiel Farbschichten aufweisen. Zudem wenden diese Verfahren bei hoher Temperatur (generell zwischen 85 und 125°C) organische und anorganische Säuren und komplexe Oxidierungsmittel an, die anschließend schwer aufzubereiten sind. Die Dekontaminations-Kinetik ist sehr langsam und die in diesen Verfahren vorgesehene Fällungsreaktion des gelösten Bleis erzeugt während der Reaktion Gase.
Es besteht daher ein Bedarf an einem Dekontaminationsverfahren für Gegenstände aus Blei oder Bleilegierung, das die effiziente und totale Eliminierung der Kontaminanten ermöglicht, unabhängig von der Art, der Form, der Anzahl und der Menge von diesen.
Es gibt insbesondere einen Bedarf an einem Dekontaminationsverfahren für Gegenstände aus Blei oder Bleilegierung, das die Eliminierung wie immer gearteter radioaktiver Kontaminanten und insbesondere der Alpha-Emitter gewährleistet.
Außerdem besteht ein Bedarf an einem Verfahren zur Dekontamination von Gegenständen aus Blei oder Bleilegierung ohne Berücksichtigung ihres jeweiligen Oberflächenzustands, das insbesondere ermöglicht, Gegenstände zu dekontaminieren, die mit einem Überzug aus einer oder mehreren Schichten verschiedener Art und/oder Dicke versehen sind, auf denen oder in denen oder zwischen denen sich verschiedene Kontaminanten befinden können.
Schließlich besteht ein Bedarf an einem Verfahren, das die sowie ihre sofortige Wiederverwendung nach dem Verfahrensende ermöglicht, ohne dass es notwendig wäre, sie für eine Wiederverwendung des Material einzuschmelzen.
Dieses Dekontaminationsverfahren muss auch einfach, schnell, verlässlich und sicher sein und darf nur eine begrenzte Anzahl einfacher Schritte umfassen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Dekontamination von Gegenständen aus Blei oder Bleilegierung zu liefern, das unter anderem den oben genannten Bedürfnissen entspricht und die oben genannten Anforderungen erfüllt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung auch besteht darin, ein Verfahren zur Dekontamination von Gegenständen aus Blei oder Bleilegierung zu liefern, das nicht die Nachteile, Mängel und Einschränkungen der Verfahren nach dem Stand der Technik aufweist und das die Probleme der Verfahren nach dem Stand der Technik, insbesondere der Nassverfahren, löst.
Dieses und noch andere Ziele werden entsprechend der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zur Dekontamination von Gegenständen aus Blei oder Bleilegierung erreicht, in dem man die folgenden sukzessiven Schritte durchführt:

a) man bringt den Gegenstand in Kontakt mit einer basischen wässrigen Lösung;
a1) man bringt den Gegenstand in Kontakt mit Wasser oder einer wässrigen Spülungslösung;
b) man bringt den Gegenstand in Kontakt mit einer sauren wässrigen Lösung;
b1) man bringt den Gegenstand in Kontakt mit Wasser oder einer wässrigen Spülungslösung.

Die behandelten Gegenstände aus Blei oder Bleilegierung können einen Überzug aus einer oder mehreren Schichten aufweisen.
Diese Schicht oder Schichten können insbesondere Farbschichten sein.
Wenn der Überzug mehrere Schichten umfasst, können die Schichten unterschiedlich sein in Bezug auf ihre Zusammensetzung und/oder Dicke und/oder der Art der (des) Kontaminationsstoffe(s) in und/oder auf jeder der Schichten.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft vorzugsweise den Fall, wo der (oder die) Kontaminationsstoff(e) radioaktive Elemente sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst eine spezifische Folge spezifischer Schritte, die auf spezifische Reagenzien zurückgreifen, in dem insbesondere durch die oben genannten Dokumente repräsentierten Stand der Technik weder beschrieben noch angedeutet.
Auf erstaunliche Weise und insbesondere aufgrund dieser Folge von spezifischen Schritten löst das erfindungsgemäße Verfahren die Probleme der Bleidekontaminations-Nassverfahren nach dem Stand der Technik. Es entspricht der Gesamtheit der weiter oben erwähnten Bedürfnisse und Anforderungen bezüglich der Dekontaminationsverfahren, und es hat nicht die Nachteile, Einschränkungen und Mängel der Verfahren nach dem Stand der Technik, insbesondere der Nassverfahren.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein einfaches, verlässliches, kostengünstiges und schnelles Verfahren mit einer begrenzten Anzahl von Schritten, das auf leicht erhältliche Reagenzien zurückgreift. Ebenso kann das erfindungsgemäße Verfahren mit einer einfachen, kostengünstigen und leicht disponiblen Gerätschaft angewendet werden. Die Dekontamination, Elimination der Kontaminanten, realisiert mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, ist sehr effizient, unabhängig von dem Substrat, Blei- oder Bleilegierungsgegenstand, bei dem es angewendet wird, insbesondere in Bezug auf seine Form oder seinen Oberflächenzustand. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert insbesondere exzellente Resultate bezüglich der Gegenstände mit einem Überzug, unabhängig von der Art, Anzahl und/oder Zusammensetzung der Schichten, die ihn bilden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die sehr effiziente Eliminierung der wie auch immer gearteten Kontaminanten und insbesondere aller radioaktiven Kontaminationsstoffe. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugten Abwasser können regeneriert werden, was das Volumen der Abwässer begrenzt, und sie können am Ende des Verfahrens durch einfache Produkte behandelt werden.
Die überraschenden Vorteile und Effekte des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus spezifischen Schritten des Verfahrens, ihrer Aufeinanderfolge in der angegebenen Reihenfolge und den in jedem Schritt benutzten Reagenzien.
Die Lösung des Schritts a) ist eine basische Lösung, die generell unter den wässrigen Natrium hydroxidlösungen und den wässrigen Kalium hydroxidlösungen ausgewählt wird.
Die basische Lösung, zum Beispiel die wässrige Natriumhydroxidlösung des Schritts a), hat generell eine massebezogene Konzentration von 0,5 bis 90% und vorzugsweise von 30%.
Die Kontaktherstellung mit der basischen Lösung, zum Beispiel der wässrigen Natriumhydroxidlösung, erfolgt generell bei einer Temperatur von 25 bis 90°C und vorzugsweise warm, nämlich bei einer Temperatur von generell 40 bis 90%, zum Beispiel 60°C.
Man hat nämlich konstatiert, dass die Effizienz der Behandlung durch die basische Lösung, zum Beispiel durch die wässrige Natriumhydroxidlösung, besser ist, wenn sie warm durchgeführt wird.
Die Dauer der Kontaktherstellung zwischen dem Gegenstand und der basischen Lösung, zum Beispiel der wässrigen Natriumhydroxidlösung, besser ist, wenn sie warm erfolgt.
Die Dauer der Kontaktherstellung zwischen dem Gegenstand und der basischen Lösung, zum Beispiel der wässrigen Natriumhydroxidlösung, hängt von dem erwarteten Resultat ab. Wenn es sich um eine Entfettung von Bleiteilen ohne Überzug handelt, ist die Dauer der Kontaktherstellung zwischen dem Gegenstand und der basischen Lösung kürzer als im Falle einer Entfernung des Überzugs durch Beizen. In diesem Fall entspricht die Kontaktherstellung der für das Beizen erforderlichen Dauer. Diese Dauer ist generell zwischen 10 min und 1 h 20 enthalten.
Die Kontaktherstellung erfolgt generell durch Eintauchen des zu dekontaminierenden Gegenstands in ein Bad der basischen Lösung, zum Beispiel der wässrigen Natriumhydroxidlösung, vorzugsweise gerührt bzw. bewegt.
Am Ende des Schrittes a) erfolgt eine Spülung des behandelten Gegenstands mit Wasser oder eine wässrigen Lösung (Schritt a1)). Diese Spülung ermöglicht, die Oberfläche der Gegenstände zu waschen, um nicht die saure Lösung des Schritts b) durch die Lösung des Schritts a) zu verunreinigen. Diese Spülung dauert generell 5 bis 15 Minuten. Auf diesen Spülungsschritt folgt der Schritt b).
Die in dem Schritt b) angewendete Lösung ist eine saure wässrige Lösung. Darunter versteht man zum Beispiel eine wässrige Salpetersäurelösung oder eine wässrige Essigsäurelösung.
Die Salpetersäurelösung wird bevorzugt, denn die Salpetersäure ist wirkungsvoller beim Lösen der Kontaminanten, insbesondere der Radioelemente. Die Salpetersäule besitzt nämlich außer ihrer "sauren" Eigenschaft im Gegensatz zur Essigsäure eine starke Oxidierungsfähigkeit. Diese Oxidierungsfähigkeit ermöglicht, die Kontaminanten wie etwa die Radioelemente zu oxidieren und Verbindungen mit hohen Oxidationsgraden zu bilden, und bekanntlich ist ein Radioelement desto löslicher, je oxidierter es ist.
Die Säurelösung des Schritts b) hat in dem Fall, wo es sich um eine Salpetersäurelösung handelt, generell eine massebezogene Konzentration von 0,5 bis 90% und vorzugsweise 30%.
Die Säurelösung des Schritt b) hat in dem Fall, wo es sich um eine Essigsäurelösung handelt, generell eine massebezogene Konzentration von 0,5 bis 90% und vorzugsweise 30%.
Die Kontaktherstellung zwischen dem Gegenstand nach den Schritten a) und a1) mit der sauren Lösung, zum Beispiel der Salpetersäure oder der Essigsäure, erfolgt generell bei einer Umgebungstemperatur von 15 bis 30°C und vorzugsweise 20 bis 25°C. Tatsächlich ist während des Schritts b) zur Anwendung des Verfahrens keine Erwärmung notwendig.
Die Effizienz der in diesem Schritt realisierten Dekontaminierung ist nämlich bei Umgebungstemperatur sehr hoch, was ermöglicht, auf eine Heizung zu verzichten und somit Energie zu sparen.
Die Dauer der Kontaktherstellung des Schritt b) hängt ab von dem erwarteten Resultat, ausgedrückt zum Beispiel als Dekontaminationsfaktor.
Je länger die Eintauchdauer und je stärker die Dekontamination des Gegenstands, desto höher ist der Dekontaminationsfaktor. Generell beträgt die Dauer der Kontaktherstellung 15 min bis 1 h und vorzugsweise 30 min.
Die Kontaktherstellung nach den Schritten a) und a1) erfolgt generell durch Eintauchen des Gegenstands in ein Säurelösungsbad zum Beispiel von Salpetersäure oder Essigsäure.
Das Bad muss nicht bewegt werden, im Gegensatz zu dem Natriumhydroxidlösungsbad.
Es ist vorteilhaft, die Gegenstände wie etwa die kontaminierten Ziegel in einem Korb in das Säurebad einzutauchen; ebenso kann man in den Schritten a), a1) und b1) vorgehen.
Vorteilhafterweise kann man ein Recycling der die Bäder bildenden basischen Lösung und/oder sauren Lösung in geschlossener Schleife vorsehen, mit eventuell Rückgewinnung der Abfälle, Reste, die insbesondere von dem eventuellen Überzug der Gegenstände, etwa der Ziegel, stammen. Diese Rückgewinnung kann zum Beispiel durch Abschöpfung oder Filterung geschehen.
Im Falle von radioaktiven Kontaminanten kann das Recycling der Säurelösungen bis zur Aktivitätssättigung der Lösungen realisiert werden.
Obligatorisch erfolgt am Ende des Schritts b) eine Spülung (Schritt b1)) der behandelten Gegenstände wie etwa der Ziegel; zum Beispiel mit Hilfe von Wasser oder einer wässrigen Lösung. Diese Spülung ermöglicht, die Angriffsreaktionen, denen das Blei ausgesetzt ist, zu beenden.
Diese Reinigung dauert generell 5 bis 15 Minuten.
Es folgt generell ein Trocknungsschritt.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Lektüre der nachfolgenden detaillierten Beschreibung hervor.
Die Erfindung betrifft ein Dekontaminationsverfahren, das heißt ein Verfahren zur Elimination der Kontaminanten eines Gegenstands aus Blei oder Bleilegierung.
Unter Gegenstand aus Blei oder Bleilegierung versteht man generell im Sinne der Erfindung einen mehrheitlich aus Blei oder Bleilegierung bestehenden Gegenstand.
Generell bildet das Blei oder die Bleilegierung wenigstens eine Oberfläche des genannten Gegenstandes.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren behandelten Gegenstände werden generell total durch Blei oder Bleilegierung gebildet, das heißt, dass sie massive Gegenstände sind, eventuell überzogen mit einer Beschichtung.
Die Bleilegierungen können ausgewählt werden unter zum Beispiel den Blei-Zinn-, den Blei-Barium- und den Zinn-Blei-Antimon-Legierungen.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren behandelten Gegenstände können beliebige Formen aufweisen. Es kann sich zum Beispiel um Ziegel, Platten, Folien ... handeln.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren behandelten Gegenstände können an der Oberfläche einen Überzug aufweisen, wobei dieser Überzug aus einer oder mehreren Schichten bestehen kann, zum Beispiel aus 10 bis mehrfach 10 Schichten, zum Beispiel 20, 30, 50 Schichten.
Die Schicht oder Schichten können Farbschichten sein, zum Beispiel u. a. des Acryl-, Glycerophtal-, Urethan-Alkyde-, Epoxyd-Typs.
In dem Fall, wo der Oberzug mehrere Schichten umfasst, können sich diese durch ihre Zusammensetzung und/oder ihre Dicke und/oder die Art der Kontamination unterscheiden, die sich auf und/oder in jeder Schicht befindet.
Der Oberzug kann also mehrere Farbschichten umfassen und die Kontamination kann sich an der Oberfläche der oberen Schicht und/oder zwischen den Schichten und/oder in den Schichten befinden. Es ist nämlich üblich, dass ein Oberzug mehrere Schichten umfasst, zum Beispiel in dem Fall, wo man die kontaminierte Farbschicht auf einer Mauer mit einer weiteren Farbschicht fixiert.
Generell ist festzustellen, dass die Kontaminanten sich hauptsächlich an der Oberfläche oder unter der Oberfläche von Gegenständen wie zum Beispiel Blei- oder Bleilegierungsziegeln befinden.
Prinzipiell gibt es keine Migration der Kontaminanten wie etwa der Radioelemente in dem Blei, das ein massives und unporöses Material ist.
Die Kontaminanten können von unterschiedlicher Art sein, aber das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise zur Eliminierung von Kontaminanten wie radioaktiven Elementen, α-, β- und γ-Emitter, angewendet. Die Erfindung ermöglicht insbesondere, diejenigen Kontaminanten zu eliminieren, die Alpha-Emitter sind, etwa Uran, Curium, Americium und Plutonium.
Weitere Kontaminanten, die durch das erfindungsgemäße Verfahren eliminiert werden können, sind insbesondere die Fette und die an der Oberfläche des Metalls vorhandenen Oxidabscheidungen.
Der erste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Kontaktherstellung zwischen dem Gegenstand und einer wässrigen basischen Lösung, zum Beispiel einer wässrigen Natriumhydroxidlösung.
Dieser Schritt kann generell ganz einfach als eine Oberflächenbehandlung eines Gegenstands wie etwa eines Ziegels bezeichnet werden; und dieser basische Angriff hat diverse Auswirkungen, je nach dem, ob man unbeschichtete Gegenstände, zum Beispiel nicht gestrichene Ziegel, oder beschichtete Gegenstände, zum Beispiel mit einer oder mehreren Farbschichten überzogene Ziegel behandelt.
Im Falle von unbeschichteten Gegenständen gewährleistet diese Behandlung die Entfettung der Oberfläche durch die basische Lösung, zum Beispiel die wässrige Natriumhydroxidlösung. Sie wird vorzugsweise warm durchgeführt und ermöglicht, die Oberflächenkontaminanten zu eliminieren, zum Beispiel bestimmte Radioelemente, die in basischen Milieus löslich sind. Wenn die Kontaminanten Radioelemente sind, bildet dieser erste Schritt tatsächlich eine leichte Dekontamination.
In dem Fall, wo die Gegenstände zum Beispiel mit einer oder mehreren Farbschichten überzogen sind, ermöglicht die basische Behandlung, zum Beispiel mit der basischen Lösung, diesen Überzug, zum Beispiel eine oder mehrere Farbschichten, abzubeizen.
Die basische Lösung, zum Beispiel die wässrige Natriumhydroxidlösung, hat eine massebezogene Konzentration von generell 0,5 bis 90% und vorzugsweise 30%.
Die Kontaktherstellung kann bei einem Gegenstand wie einem Ziegel auf verschiedene Weisen realisiert werden, zum Beispiel durch Bestäuben, Bestreichen ... mit der Lösung. Aber bei einer bevorzugten Realisierungsart erfolgt dieser basische Angriff durch Eintauchen des Gegenstands in ein basisches Lösungsbad, zum Beispiel wässriges Natriumhydroxid. Diese Verfahrensweise ist besonders einfach, verlässlich und leicht durchführbar mit einer einfachen und kostengünstigen Apparatur.
Dieses Bad befindet sich generell in einem Becken bzw. Behälter mit adäquatem Überzug, zum Beispiel aus Teflon^®, und hat ein ausreichend großes Volumen, so dass der zu behandelnde Gegenstand ganz in der basischen Lösung untertauchen kann.
Die Kontaktherstellung zwischen Gegenstand und basischer Lösung, zum Beispiel der wässrigen Natriumhydroxidlösung, erfolgt generell bei einer Temperatur von 25 bis 90°C, vorzugsweise zwischen 40 und 90°C, zum Beispiel bei 60°C.
Die Dauer der Kontaktherstellung zwischen dem Gegenstand und der basischen Lösung beträgt generell 10 min bis 1 h 20 min. Diese Dauer entspricht der Dauer des gewünschten Abbeizens oder Entfettens.
Eine höhere Temperatur als die Umgebungstemperatur, zum Beispiel eine Temperatur von 60°C, hat die Wirkung, die Abbaugeschwindigkeit des Überzugs, zum Beispiel der Farbe, zu erhöhen. Die Wahl einer solchen Temperatur, die zum Beispiel die Temperatur des Bads ist, in das der Gegenstand eingetaucht wird, ist ein guter Kompromiss zwischen einer vernünftigen Beizdauer, nämlich generell 10 min bis 1 h 20 min und einer hinsichtlich der Sicherheit akzeptablen Badtemperatur.
Um die Homogenität des Lösungsbads und damit des Angriffs zu gewährleisten, wird dieses vorzugsweise bewegt bzw. umgerührt, zum Beispiel mit einem mechanischen Rührwerk.
Außerdem empfiehlt sich die Benutzung eines Korbs, um die Gegenstände, zum Beispiel Ziegel, in das Bad einzutauchen, was eine leichte Handhabung, eine große Sicherheit und eine gleichmäßige Badbewegung gewährleistet.
Man kann ein Recycling der wässrigen basischen Lösung in geschlossener Schleife vorsehen, mit Rückgewinnung, Trennung, zum Beispiel durch Abschöpfung oder Filterung der insbesondere von dem Abbeizen stammenden Abfälle, Reste des eventuellen Überzugs des Gegenstands, zum Beispiel eines Ziegels.
Eine basische Lösung bleibt nämlich für eine gewisse Anzahl von Behandlungen wirksam, wonach man entweder das Bad erneuern muss oder die Konzentration an basischem Produkt, zum Beispiel Natriumhydroxid, wieder einstellen muss.
Das Recycling der basischen Lösung, zum Beispiel der Natriumhydroxidlösung, kann zum Beispiel auch bis zu einem Wert der radiologischen Aktivität vorgesehen werden, der beim Kontakt mit dem Becken bzw. Behälter eine Dosisrate zur Folge hat, die zu hoch ist oder bis zur totalen Carbonatisierung des Natriumhydroxids mit Bildung von Natriumcarbonat und Wasser und Verbrauch des aktiven Hydroxid-Ionens OH^– führt.
Nach Schritt a) erfolgt eine Spülung (Schritt a1)) des Gegenstands mit Wasser oder einer wässrigen Lösung.
Diese Spülung dauert generell 5 bis 15 Minuten.
Diese Spülung kann erfolgen, indem man den Gegenstand in ein Wasserbad eintaucht, mit zum Beispiel destilliertem Wasser oder einer wässrigen Lösung. Man kann die aufeinanderfolgenden Operationen a) und a1) mehrmals wiederholen.
Am Ende der basischen Behandlung, zum Beispiel mit einer wässrigen Natriumhydroxidlösung, so wie oben beschrieben, und nach der Spülung mit Hilfe von Wasser oder einer wässrigen Lösung, schreitet man erfindungsgemäß zur sauren Behandlung, das heißt, dass man den Gegenstand nach den Schritten a) und a1) in Kontakt bringt mit einer wässrigen Salpetersäurelösung oder einer wässrigen Essigsäurelösung.
Wie bei dem basischen Angriff erzielt man mit dem sauren Angriff diverse Wirkungen, je nach dem, ob man ein Verfahren zur Behandlung von Gegenständen ohne Überzug oder einem durch den basischen Angriff total eliminierten Überzug, oder auch zur Behandlung von Gegenständen mit noch dem ganzen Überzug oder einem Teil des Überzugs vorsieht, zum Beispiel eine oder mehrere Farbschichten, der durch die basische Behandlung nicht ganz eliminiert worden ist.
Diese Behandlung ermöglicht in beiden Fällen, die Blei- oder Bleilegierungsoberfläche zu beizen, das heißt eine Oberflächenschicht über eine generell auf einige μm begrenzte Dicke zu eliminieren.
Bei den noch ganz oder teilweise mit einem Überzug wie etwa Farbe versehenen Gegenständen ermöglicht diese Behandlung, den Überzug abzubauen und/oder zu entfernen durch die Löslichkeit des unter dem Überzug befindlichen Bleis oder der Bleilegierung.
Bei Gegenständen ohne Überzug, zum Beispiel ohne Anstrich, hat diese Behandlung die Wirkung, die Kontaminanten aufzulösen, zum Beispiel die in sauerer Phase löslichen Radioelemente (festzustellen ist, dass die Mehrheit der Alpha-Radioelemente in saurer Phase löslich ist), und/oder das Blei oder die Bleilegierung aufzulösen, um ihnen Kontaminanten wie etwa die Radioelemente zu entziehen.
Wie schon weiter oben angegeben, befindet sich die Kontamination hauptsächlich an oder unter der Oberfläche der Bleiziegel, das heißt in einer Schicht von begrenzter Dicke, generell ein bis einige μm, zum Beispiel bis 10 μm. Wenn man nun die Oberfläche des Bleis auflöst, befinden sich die Kontaminanten gelöst in der Saure in Form von Bleiacetat (Fall des Essigsäurebads) oder Bleinitrat (Fall der Salpetersäure).
Wenn man die verschiedenen Wirkungsweisen des Verfahrens bei den überzogenen Gegenständen, zum Beispiel den angestrichenen Ziegeln, sowie den nichtüberzogenen Gegenständen, zum Beispiel bei angestrichenen Ziegeln, resümiert, kann man sagen, dass im Falle der überzogenen Gegenstände die erste, basische Angriffsphase ermöglicht, den Überzug partiell oder total abzubeizen und die Kontaminanten wie etwa die Radioelemente teilweise oder ganz aufzulösen, während die zweite, saure Angriffsphase ermöglicht, die Überzüge, etwa die in der basischen Lösung nicht angegriffenen Farben, durch chemische Reaktion oder Entfernung aufgrund der Auflösung des unter der Farbe befindlichen Bleis abzubeizen und die Kontaminanten wie etwa die Radioelemente ganz aufzulösen.
Die Säurelösung, wenn es sich um eine Salpetersäure handelt, hat generell eine massebezogene Konzentration von 0,5 bis 90% und vorzugsweise von 30%. Es hat sich gezeigt, dass eine solche Konzentration ein guter Kompromiss ist, der eine reduzierte Eintauchdauer gewährleistet und insbesondere ermöglicht, den gewünschten Dekontaminationsgrad zu erreichen.
Die Säurelösung, wenn es sich um eine Essigsäure handelt, hat generell eine massebezogene Konzentration von 0,5 bis 90% und vorzugsweise von 30%. Es hat sich gezeigt, dass eine solche Konzentration ein guter Kompromiss ist, der eine reduzierte Eintauchdauer gewährleistet und insbesondere ermöglicht, den gewünschten Dekontaminationsgrad zu erreichen.
Anzumerken ist, wie schon weiter oben angegeben, dass die Salpetersäure die bevorzugte Säure ist, denn sie besitzt zugleich saure und oxidierende Eigenschaften.
Die Kontaktherstellung des Gegenstands, zum Beispiel eines Ziegels, kann auf verschiedene Weisen erfolgen, zum Beispiel durch Bestäuben, Bestreichen ... mit der Lösung. Aber bei einer bevorzugten Realisierungsart erfolgt dieser saure Angriff durch Eintauchen des Gegenstands in ein Bad mit der sauren Lösung, analog zu dem, was hinsichtlich des basischen Angriffs beschrieben wurde.
Vorzugsweise findet diese Kontaktherstellung durch Eintauchen in einem anderen Becken oder Behälter als dem statt, in dem der basische Angriff stattgefunden hat. Man kann denselben Behälter benutzen, muss ihn aber vor der Wiederverwendung spülen.
Die Kontaktherstellung des Gegenstands mit der sauren Lösung, zum Beispiel Salpeter- oder Essigsäure, erfolgt generell bei Umgebungstemperatur, nämlich bei 15 bis 30°C und vorzugsweise bei 20 bis 25°C. Im Gegensatz zu Schritt a) ist es nicht notwendig, auf eine Heizung der sauren Lösung zurückzugreifen. Ebenso ist es nicht notwendig, das Säurelösungsbad umzurühren, jedoch ist die Verwendung eines Korbs zum Eintauchen der Gegenstände, etwa Ziegeln, in das Bad empfehlenswert, da es eine leichte und sichere Handhabung ermöglicht.
Die Gesamtdauer des Säureangriffsschritts beträgt generell 15 bis 60 min und vorzugsweise 30 min.
Ebenso wie für das basische Bad, zum Beispiel die wässrige Natriumhydroxidlösung, kann man ein Recycling der Säurelösung vorsehen, mit Rückgewinnung, Trennung, zum Beispiel durch Abschöpfung oder Filterung der insbesondere vom Abbeizen des eventuellen Überzugs des Gegenstands, zum Beispiel eines Ziegels stammenden Abfälle, Reste.
Ein Säurelösungsbad ist nur für eine gewisse Anzahl Behandlungen effizient, und muss dann erneuert werden.
Das Recycling der Säurelösung kann also zum Beispiel bis zu einem Wert der radiologischen Aktivität der Lösung vorgesehen werden, der eine zu hohe Dosisrate beim Kontakt mit den Behältern zur Folge hat.
Am Ende des Säureangriffschritts erfolgt eine Spülung (Schritt b1)) des Gegenstands mit Wasser oder einer wässrigen Lösung.
Die Spülung der Gegenstände nach der sauren Behandlung ist nämlich obligatorisch, da sich sonst die Angriffsreaktion des Bleis fortsetzen würde.
Die Spülung erfolgt generell während einer Dauer von 5 bis 15 min. Die Spülung kann erfolgen, indem man den Gegenstand in ein Spülungsbad eintaucht, das durch Wasser oder eine wässrige Lösung gebildet wird.
Man kann die aufeinanderfolgenden Säureangriffsoperationen und Spülungen mehrmals wiederholen, bis man den gewünschten Dekontaminationsfaktor erzielt hat; es wird jeder Säureangriff mit derselben Säure realisiert; oder es werden sukzessive Säureangriffe mit verschiedenen Säuren realisiert. Die Gesamtdauer der Säureangriffe b) und der Spülungsschritte b1) ist wie oben beschrieben.
Am Ende des Spülschritts b1) kann man einen Trocknungsschritt durchführen, aber dieser Schritt ist nicht obligatorisch.
Am Ende der Trocknung kann der Gegenstand selbst wieder verwendet werden, was einer der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ist. Es ist also nicht nötig, den Gegenstand einzuschmelzen.
Die Behandlung der durch das Verfahren erzeugten Abwasser erfolgt auf verschiedene Weisen, je nach dem, ob es sich um Abwasser handelt, die aus der basischen Behandlung stammen, oder solche, die aus der sauren Behandlung stammen.
Nach der basischen Behandlung wird das Bad gebildet durch eine Natriumhydroxidlösung und zum Beispiel durch nichtlösliche "Farbhäute" oder Phtalate und lösliche oder unlösliche Radioelemente. Die Phtalate sind kleine lösliche Moleküle, die von der Verseifung der glycerophtalischen Farbe stammen. Es scheint, dass in den Kernkraftanlagen meist glycerophtalische Farben verwendet werden.
Zunächst kann man die "Farbhäute" durch Filtern oder Zentrifugieren von der Lösung trennen. Im Falle des Abbeizens der glycerophtalischen Farbe ist es wichtig, die kontaminierten "Farbhäute" schnellstmöglich von der Lösung zu trennen, um die Bildung von Phtalaten zu begrenzen und den Verbrauch von aktivem Produkt (Hydroxid-Ionen) zu vermeiden.
Im Falle der Bildung von Phtalaten (Verseifung der glycerophtalischen Farbe) kann man sie fällen in Form von wenig löslicher phtalischer Säure, nach Einstellung des pH (saurer pH). Man kann auch eine Fällung der Phtalate durch Beigabe von Calcium vorsehen.
Nach der sauren Behandlung und im Falle der Benutzung eines Essigsäurebades wird das Bad durch Essigsäure CH₃COOH, lösliche oder nichtlösliche Radioelemente und lösliches Blei-Acetat (Pb²(CH₃COO^–)₂) gebildet.
Nach der sauren Behandlung und in dem Fall der Benutzung eines Salpetersäurebads wird das Bad durch Salpetersäure (HNO₃), lösliche oder nichtlösliche Radioelemente und lösliches Blei-Nitrat (Pb(NO₃)₂) gebildet.
Die Behandlungen betreffen die Präsenz von gelöstem Blei.

– Man kann eine Verdünnung vornehmen; zur Akzeptanz von Abwässern in den Kernkraftanlagen, wo ein Grenzwert für gelöstes Blei festgesetzt ist;
– Man kann eine Fällung des Bleis in Form von stabilem Bleisulfid realisieren: nach der Beigabe von Natriumhydroxid, bis der pH neutral ist, und Beigabe von Natriumsulfat (Na₂S), wird das Blei (die Pb²⁺-Ionen) in Form von stabilem Bleisulfid gefällt. Durch Filterung wird das Fällungsprodukt von der Lösung getrennt, und diese letztere kann dann durch die Behandlungseinheiten der Abwässer in den Kernkraftanlagen behandelt werden;
– Man kann schließlich eine Fällung des Bleis in Form von Bleihydroxid Pb(OH)₂ im basischen Milieu vornehmen. Es ist jedoch vorzuziehen, das Blei eher in Form von Sulfid als in Form von Hydroxid zu fällen, denn das Bleisulfid ist die stabilere Verbindung;
– oben wurden nach Typ getrennte Verarbeitungen von Lösungen (basisch, sauer) beschrieben, aber man kann auch die beide Lösungstypen, sauer und basisch, mischen und dabei den pH auf neutral einstellen. Also werden die Phtalate gefällt. Diese Fällung kann durch Beigabe von Calcium verbessert werden. Die Fällung des gelösten Bleis in Form von Bleisulfid PbS erfolgt dann durch Beigabe von Sulfid-Ionen S^2– bei neutralem pH.

Nun wird die Erfindung mit Bezug auf die nachfolgenden erläuternden und nicht einschränkenden Beispiele beschrieben.
Beispiele
In den folgenden Beispielen erfolgt die Dekontamination von angestrichenen und nichtangestrichenen Bleiziegeln durch das erfindungsgemäße Verfahren mit dem Ziel, das Alpha-Emitter-Kontaminationsniveau von 300 Bq/cm² auf 0,4 Bq/cm² abzusenken. Die Versuche werden mit zwölf Bleiziegeln durchgeführt:

– vier dieser Ziegel sind "kleine" angestrichene Ziegel von 100 × 100 × 150 mm mit einer geschätzten Masse von 5,6 kg pro Ziegel, wobei diese Ziegel mit 1, 5, 11 und 12 nummeriert sind;
– zwei dieser Ziegel sind "große" nichtangestrichene Ziegel von 200 × 150 × 60 mm mit einer geschätzten Masse von 20,4 kg pro Ziegel, wobei diese Ziegel mit 3 und 7 nummeriert sind;
– vier dieser Ziegel sind "kleine" nichtangestrichene Ziegel von 100 × 100 × 50 mm mit einer geschätzten Masse von 5,6 kg pro Ziegel, wobei diese Ziegel mit 1, 5, 11 und 12 nummeriert sind;
– zwei dieser Ziegel sind "große" angestrichene Ziegel von 200 × 150 × 60 mm mit einer geschätzten Masse von 20,4 kg pro Ziegel, wobei diese Ziegel mit 4 und 8 nummeriert sind.

Es ist anzumerken, dass man in den Beispielen – wie in der restlichen Beschreibung – unter einem "angestrichenen Ziegel" einen auf wenigstens einer Seite angestrichenen Ziegel versteht.
Die Dicke der Farbe der Ziegel in den Beispielen beträgt einige Zehntel mm bis einige mm.
Diese Ziegel haben eine mittlere Oberflächenaktivität von 300 Bq/cm², im Wesentlichen zurückzuführen auf Alpha-Emitter (U, ²³⁹Pu, ²⁴⁰Pu, ²⁴¹Pu, und Am).
Die Versuche wurden in einer dichten Schleusenkammer mit einem Abzug durchgeführt; man fährt einen Rollwagen in diese Schleusenkammer, auf dem sich befindet:

– ein "teflonisiertes" Heizbad mit einem Volumen von 26 Litern, dazu bestimmt, die Natriumhydroxid- oder Säurelösungen aufzunehmen und ausgestattet mit einem mechanischen Rührwerk;
– ein Behälter von 31-Litern aus unoxidierbarem Stahl, zur Spülung der Ziegel bestimmt.

Eine Flasche zum Sammeln der von den verbrauchten Bädern stammenden Abwässer ist ebenfalls vorgesehen.
Die Abwässer werden direkt in die Behälter gepumpt und fließen durch eine flexible Verbindung in die Flasche.
Hinsichtlich der Versuche bereitet man 40 Liter wässrige Natriumhydroxidlösung mit 30 Masseprozent und 30 Liter einer wässrigen Salpetersäurelösung mit 30 Masseprozent.
Die Spülungslösung wird durch 12 Liter destilliertes Wasser gebildet.
Beispiel 1:
In diesem Beispiel beschreibt man den ersten Teil der dem Abbeizen und Entfetten der Ziegel durch das Natriumhydroxid-Bad gewidmeten Versuche.
Die Ziegel werden in Losen von 2 Ziegeln behandelt, die jedes Mal einen angestrichenen und einen nichtangestrichenen Ziegel umfassen. Ein und dasselbe Spülungsbad dient für die vier Lose von jeweils zwei Ziegeln.
Die Ziegel werden in einen Gitterkorb aus unoxidierbarem Stahl gegeben, der in das teflonisierte 26-Liter-Bad getaucht wird. Die Ziegel müssen ganz in das Natriumhydroxid-Bad eingetaucht werden.
Das wird mit Hilfe eines Blattrührers bewegt und thermostatisch auf 60°C gehalten.
Wenn die Farbe von dem Ziegel entfernt worden ist oder die Maximalzeit abgelaufen ist, transferiert man den Gitterkorb mit den Ziegeln, indem man ihn abtropfen lässt, vorsichtig in das Spülungsbad, wo er 15 min lang verbleibt.
Anschließend nimmt man den Gitterkorb mit den Ziegeln aus dem Spülungsbad und trocknet die Ziegel mit Absorptionspapier ab.
Resümierend sind die Operationen, durchgeführt pro Los von zwei Ziegeln, nämlich Ziegel 1 und 4, Ziegel 2 und 3, Ziegel 5 und 8, Ziegel 6 und 7, Ziegel 11 und 12, Ziegel 13 und 14, die folgenden:

– Abstrich auf jedem der Ziegel;
– basische Angriffsbehandlung der Ziegel: während 45 min bei den Ziegeln 13 und 14, 1 h bei den Ziegeln 1, 4, 5 und 8, 1 h 15 min bei den Ziegeln 2, 3, 6 und 7 und 1 h 20 min bei den Ziegeln 11 und 12;
– Reinigung der Ziegel während einer Dauer von 15 min;
– Trocknung der Ziegel;
– Abstrich auf jedem der Ziegel.

Beispiel 2:
Anhand dieses Beispiels wird der zweite Teil der Versuche beschrieben, in dem das Beizen der Ziegel untersucht wird, entweder in einem Salpetersäure-Bad oder in einem Essigsäure-Bad, wie weiter oben beschrieben.
Die behandelten Ziegel sind die weiter oben beschriebenen Ziegel 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 11, 12, 13 und 14.
Die Ziegel werden nacheinander behandelt.
Die Säureangriffsversuche werden bei Umgebungstemperatur und ohne Umrühren durchgeführt.
Man legt einen Ziegel, der schon dem basischen Natriumhydroxid-Angriff ausgesetzt worden ist, in den Gitterkorb, der dann in das teflonisierte 26-Liter-Bad getaucht wird. Der Ziegel muss ganz in das Säurelösungsbad eingetaucht werden.

– man lässt den Ziegel 15 min bis 1 h in dem Säurebad, in Abhängigkeit von dem gewünschten Dekontaminationsniveau;
– man transferiert den den Ziegel enthaltenden Gitterkorb vorsichtig, indem man ihn abtropfen lässt, zum Spülen in den Spülungsbehälter;
– man wartet zum Beispiel 10 min;
– man trocknet den Ziegel mit Absorptionspapier;
– man realisiert auf dem Ziegel zum Zwecke einer Analyse einen Abstrich;
– man legt den Ziegel wieder in den Gitterkorb, dann in das die Säurelösung enthaltende "teflonisierte" Bad, wenn die Angriffszeit nicht genügt hat, um das gewünschte Dekontaminationsniveau zu erreichen. Die Säureangriffs- und Spülungsphasen werden solange wiederholt, bis das Dekontaminationsniveau erreicht worden ist.

Resümierend sind die bei jedem der Ziegel durchgeführten Operationen die folgenden:

– Vorbereitung des Säurebads (Salpetersäure für die Ziegel 1, 2, 3, 4, 11 und 12 und Essigsäure für die Ziegel 5, 6, 7, 8, 13 und 14);
– Säureangriff eines Ziegels während 15 min;
– Spülung eines Ziegels während 10 min;
– Trocknung;
– Abstrich.

Die sukzessiven Abstrich-, Angriffs- und Spülungsschritte erfolgen vier Mal, wobei die Gesamtdauer des Säureangriffs eine Stunde beträgt und die Gesamtdauer der Spülung 40 Minuten.
Beispiel 3
In diesem Beispiel werden die Resultate der bei allen Ziegeln durchgeführten basischen Angriffsbehandlungen beschrieben. Es sei daran erinnert, dass diese Behandlung darin besteht, die Ziegel während maximal 1 h 20 in ein Bad mit 60°C und massebezogen 30% Natriumhydroxid zu tauchen, um die Farbe abzubeizen.
Visuelle Resultate bei den angestrichenen Ziegeln
Das Abbeizen der Farbe der sechs angestrichenen Ziegel ist effizient (denn 100% der Farbe sind entfernt) und schnell (die maximale Dauer des Bads beträgt 1 h 20).
Am Ende der Behandlung entnimmt man dem Bad die "Farbhäute", da diese sonst von dem Bad weiter zersetzt würden. Der Nachteil dabei wäre der Verbrauch von Natriumhydroxid, das dann nicht mehr dem Abbeizen von Farbe dienen könnte.
Abschließend kann man feststellen, dass die auf den Bleiziegeln vorhandenen Anstriche durch die warme basische Lösung abgebeizt werden, unabhängig von der Dicke (von einigen Zehntel mm bis einige mm) und dem Alter des Anstrichs.
Radiologische Resultate
Der radiologische Zustand der Ziegel nach der basischen Behandlung wird bestimmt, indem man auf den Bleiziegeln Papierabstriche realisiert und diese dann in einer Zählvorrichtung analysiert.
Beispiele angestrichener Ziegel: bei den angestrichenen Ziegeln 1 und 12 liegt die Oberflächenaktivität nach der basischen Behandlung unter der Detektionsgrenze (0,027 Bq/cm²).
Der angestrichene Ziegel 12 wurde in ein "neues" Natriumhydroxidbad getaucht, während der Ziegel 1 in ein Natriumhydroxidbad getaucht wurde, das schon zur Behandlung von zwei Ziegeln gedient hatte. Man stellt fest, dass die Effizienz in beiden Fällen dieselbe ist. Man kann folglich vorsehen, das Natriumhydroxidbad zu recyceln und für die Behandlung mehrerer Ziegel dasselbe Bad zu benutzen. Aus theoretischer Sicht ist es sicher, dass die Konzentration des Bades ausreichend groß ist, so dass der Verbrauch an aktivem Produkt während eines einzigen Eintauchens vernachlässigbar ist. Man kann sich sogar vorstellen, dass das Natriumhydroxidbad sich schneller durch Karbonisierung unter Luft verändert als durch Verbrauch durch Reaktion mit der Farbe.
Die basische Behandlung des Ziegels 11 hat ermöglicht, die Farbe ganz abzubeizen, jedoch bleibt die Oberflächenaktivität höher als die Detektionsgrenze. In diesem Fall ist die restliche Kontamination entweder in das Blei inkrustiert, und kann daher nicht durch die basische Behandlung entfernt werden, oder die Radioelemente an der Oberfläche dieses Bleiziegels sind in basischer Phase nicht löslich.
Beispiel eines unangestrichenen Ziegels: die Oberflächenaktivität des unangestrichenen Ziegels 4 ist nach der basischen Behandlung niedriger als die Detektionsgrenze. Die an der Oberfläche des Bleiziegels 4 präsenten Radioelemente sind in warmer basischer Phase löslich.
Man kann aus den Resultaten bezüglich der Oberflächenaktivität der Ziegel schlussfolgern, dass die Behandlung der gestrichenen und ungestrichenen Ziegel durch ein warmes basisches Bad, also Abbeizen des Anstrichs und/oder Auflösen der Radioelemente, sehr effizient ist.
Außerdem bestätigen die radiologischen Analysen der Anstriche die Präsenz der Radioelemente an der Oberfläche oder zwischen den Schichten des Anstrichs.
Beispiel 4
In diesem Beispiel werden die Resultate der sauren Behandlung beschrieben.
Wir erinnern, dass alle Ziegel der zweiten Behandlungsphase ausgesetzt wurden. Zwei unterschiedliche Bäder sind getestet worden: ein Salpetersäurebad und ein Essigsäurebad. Die Ziegel 1, 2, 3, 4, 11, 12 sind während maximal 1 h 00 in ein 30-prozentiges Salpetersäurebad mit Umgebungstemperatur eingetaucht worden, und die Ziegel 5, 6, 7, 8, 13 und 14 sind während maximal 1 h 00 in ein 30-prozentiges Essigsäurebad mit Umgebungstemperatur eingetaucht worden.
Visuelle Resultate bei den Ziegeln
Das Aussehen der Oberfläche der Bleiziegel – vor und nach der Behandlung – hat sich nicht verändert.
Die saure Angriffsphase ist nützlich, um die Kontaminanten von der Bleioberfläche zu entfernen und um die der basischen Angriffsphase widerstehenden Anstriche abzubeizen.
Radiologische Resultate
Der radiologische Zustand der Ziegel nach der sauren Behandlung wird bestimmt, indem man auf den Bleiziegeln Papierabstriche realisiert und diese dann in einer Zählvorrichtung analysiert.
Die Oberflächenaktivität der Ziegel 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 12, 13, 14 nach dem basischen Angriff und vor dem sauren Angriff (Salpetersäure oder Essigsäure) ist niedriger als die Detektionsgrenze der Zählvorrichtung, nämlich 0,027 Bq/cm². Folglich sind durch die basische Phase alle Kontaminanten von der Bleioberfläche entfernt worden. Die saure Phase greift nur die Oberfläche des Bleis der Ziegel an.
Nur die Ziegel 7 und 11 liegen nach dem basischen Angriff über der Detektionsgrenze.
Zum Beispiel ist der Ziegel 11, der angestrichen war, durch das basische Bad total abgebeizt worden, aber die restliche Oberflächenaktivität ist hoch geblieben.
Der Angriff durch Salpetersäure hatte den Effekt, nach einer zwischen 15 und 30 min enthaltenen Dauer die Oberflächenaktivität bis auf die Detektionsgrenze abzusenken. In diesem Fall zeigt sich, dass die Auflösung der Oberfläche des Bleis zu der Aussalzung der Kontaminanten in die Lösung geführt hat. Angesichts der zur Löslichmachung der Radioelemente notwendigen Dauer des Bads kann man sich vorstellen, dass diese letzteren nicht sehr tief in das Blei inkrustiert waren (maximal einige μm). Man kann auch feststellen, dass die meisten Alphaemitter-Radioelemente sich in einer sauren Lösung besser lösen als in einer basischen Lösung; daher die Nützlichkeit der Behandlung mit einer sauren Lösung.
Im Prinzip ist die Salpetersäure zur Löslichmachung der Radioelemente effizienter als die Essigsäure.
Parameter des Verfahrens
Die Unsicherheiten des sauren Angriffsverfahrens beruhen auf dem durch das Angreifen des Bleis erzeugten Gasvolumen (H₂). Die Behandlung durch Säure ist nicht heftig. Aufgrund der geringen Gasentwicklung (es wurde keine Blasenbildung beobachtet) können die Ziegel simultan in Form von Losen mit mehreren Ziegel behandelt werden.
Synthese der Resultate
Im Falle von angestrichenen Ziegeln ermöglicht die erste basische Angriffsphase, den Anstrich teilweise oder ganz abzubeizen und die vorhandenen Radioelemente ganz oder teilweise löslich zu machen. Die zweite saure Angriffsphase ermöglicht (durch chemische Reaktion oder durch Abhebung infolge der Auflösung des unter dem Anstrich befindlichen Bleis), die in basischer Lösung nicht angegriffenen Anstriche abzubeizen und die Radioelemente ganz aufzulösen.

Claims

Verfahren zur Dekontaminierung eines Gegenstands aus Blei oder aus einer Bleilegierung, bei dem die folgenden aufeinander folgenden Stufen ausgeführt werden: a) der Gegenstand wird mit einer basischen wässrigen Lösung in Kontakt gebracht, a1) der Gegenstand wird mit Wasser oder einer wässrigen Spüllösung in Kontakt gebracht, b) der Gegenstand wird mit einer sauren wässrigen Lösung in Kontakt gebracht, b1) der Gegenstand wird mit Wasser oder einer wässrigen Spüllösung in Kontakt gebracht.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Gegenstand mit einer eine oder mehrere Schichten umfassenden Beschichtung versehen ist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem die Schicht oder Schichten Anstriche sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 und 3, bei dem die Beschichtung mehrere Schichten umfasst, die sich durch ihre Zusammensetzung und/oder ihre Dicke und/oder die Art der Verunreinigung oder Verunreinigungen, die sich auf und/oder in jeder Schicht befinden, unterscheiden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Verunreinigungen radioaktive Elemente sind.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die basische wässrige Lösung der Stufe a) aus wässrigen Natriumhydroxidlösungen und wässrigen Kaliumhydroxidlösungen ausgewählt ist.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die basische wässrige Lösung, zum Beispiel die wässrige Natriumhydroxidlösung der Stufe a) eine Konzentration von 0,5 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 30 Gew.-% aufweist.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das In-Kontakt-Bringen des Gegenstands mit der basischen wässrigen Lösung bei einer Temperatur von 25 bis 90°C, bevorzugt 40°C bis 90°C, zum Beispiel 60°C durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Dauer des In-Kontakt-Bringens des Gegenstands mit der basischen Lösung, zum Beispiel der wässrigen Natriumhydroxidlösung von 10 Minuten bis 1 Stunde 20 Minuten beträgt.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das In-Kontakt-Bringen des Gegenstands mit der basischen Lösung, zum Beispiel der wässrigen Natriumhydroxidlösung durch Tauchen des Gegenstands in ein vorzugsweise gerührtes Bad der basischen Lösung durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem man die wässrige basische Lösung, zum Beispiel die das Bad bildende wässrige Natriumhydroxidlösung im geschlossenen Kreislauf umlaufen lässt.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die wässrige saure Lösung der Stufe b) aus wässrigen Salpetersäurelösungen und wässrigen Essigsäurelösungen ausgewählt ist.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Lösung der Stufe b) eine Salpetersäurelösung mit einer Konzentration von 0,5 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 30 Gew.-% ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die Lösung des Schritts b) eine Essigsäurelösung mit einer Konzentration von 0,5 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 30 Gew.-% ist.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das In-Kontakt-Bringen des Gegenstands mit der sauren Lösung, zum Beispiel der wässrigen Salpetersäure- oder Essigsäurelösung bei Raumtemperatur durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Dauer des In-Kontakt-Bringens des Gegenstandes mit der sauren Lösung, zum Beispiel der wässri gen Salpetersäure- oder Essigsäurelösung 15 Minuten bis 60 Minuten, bevorzugt 30 Minuten beträgt.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das In-Kontakt-Bringen des Gegenstandes mit der sauren Lösung, zum Beispiel der wässrigen Salpeter- oder Essigsäurelösung durch Tauchen des Gegenstands in ein Bad der Salpeter- oder Essigsäurelösung durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 17, bei dem man die saure Lösung, zum Beispiel die das Bad bildende wässrige Salpetersäure- oder Essigsäurelösung im geschlossenen Kreislauf umlaufen lässt.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Stufe a1) und die Stufe b1) eine Dauer von 5 bis 15 Minuten aufweisen.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Stufe b1) von einer Trockenstufe gefolgt wird.